JPS647044B2 - - Google Patents

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JPS647044B2
JPS647044B2 JP54049830A JP4983079A JPS647044B2 JP S647044 B2 JPS647044 B2 JP S647044B2 JP 54049830 A JP54049830 A JP 54049830A JP 4983079 A JP4983079 A JP 4983079A JP S647044 B2 JPS647044 B2 JP S647044B2
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brain
dopamine
norepinephrine
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Jei Waatoman Richaado
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Massachusetts Institute of Technology
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、神経シナプス(ニユーロナルシナプ
ス)中のドパミンおよびノルエピネフリンの量を
制御(増大または低下)し得る組成物に関するも
のである。 神経伝達物質であるドパミンおよびノルエピネ
フリンがジヒドロキシフエニルアラニン(ドパ)
から誘導された物質であることは既に公知であ
る。一方、ドパは、アミノ酸であるチロシンの酵
素学的ヒドロキシル化によりノイロン中で生成す
るものである。このプロセスは、酵素であるチロ
シンヒドロキシラーゼの触媒作用のもとで進行す
る。ドパは、酵素であるL−アミノ酸デカルボキ
シラーゼ(AAAD)により脱カルボキシル化さ
れてドパミンになる。ノルエピネフリンは、酵素
であるドパミン−β−ヒドロキシラーゼをも含む
ノイロン中でドパミンから生ずる。この一連の反
応において、律速段階はチロシンからドパへの変
換段階である。この理由のために、パーキンソン
病の如きドパミン欠乏性疾病に起因する身体障害
部を有する患者にドパミン投与が行われたことが
あつた。しかしながら都合の悪いことには、ドパ
を投与するとこれは身体全体の細胞に吸収されて
ドパミンに変わり、これによつて、これらの細胞
における正常な代謝プロセスが妨害されるという
不都合な事態が生じるのである。さらにドパは、
神経伝達物質であるセロトニンの正常な人体内蓄
積を妨害し、かつ、S−アデノシルメチオニン化
合物の脳内存在量を低下させる。これらの不所望
の副作用のために患者にいわゆる「オン−オフ現
象」等が認められることがあり、そして或場合に
は精神病的徴候が認められることさえあり得る。
シナプス中のドパミンおよびノルエピネフリンの
量を増加させる作用を有する他種薬剤の例にはモ
ノアミンオキシダーゼ抑制剤(これは前記の神経
伝達物質の分解を遅延させるものである)および
3核型の抗抑うつ剤(アンチデプレサント)があ
げられる。これらの化合物は抑圧症状を伴う疾病
の治療剤として使用されているが、これらもま
た、シナプス中のドパミンおよびノルエピネフリ
ンの量の増加作用の他に比較的非特異性の化学的
作用を有するものであつて、すなわち種々の副作
用を有し、たとえば血圧上昇作用等を有する。し
かしてこの血圧上昇はモノアミンオキシダーゼ抑
制剤を投与した患者が或種の食品を食べたとき等
に起るものである。 シナプス中にドパミンまたはノルエピネフリン
が過剰量存在するときに起る他種疾病の例には次
のものがあげられる:精神病(ドパミンの量が極
端に多い)、運動障害症(movement disorders)
たとえばタージブ・ジスキネシア症およびギレ
ス、デ、ラ、トウレツテ症候群(ドパミンの量が
極端に多い);高血圧および不整脈(交換神経ノ
イロンから放出されるノルエピネフリンの量が極
端に多い)。現在これらの病気の治療は一般に、
ドパミンまたはノルエピネフリンとその後期レセ
プター(post−receptors)とのインターラクシ
ヨンを妨害する薬剤(たとえばフエノチアジンま
たはブチロフエノン)を用いて行われている。し
かしながらこれらの薬剤はすべて、若干の非特異
性作用を表わすものであつて、したがつてその服
用時に副作用が表われることがある。 神経中のチロシンの量を変えることによりドパ
ミンまたはノルエピネフリンの量を増加または減
少させる試みが以前に行われたが、この試みは成
功しなかつた。なぜならば脳および種々の組織の
中のこれらの化合物の量を変化させることは行わ
れなかつたからである。脳内のドパの濃度は、所
定の実験条件下ではドパミンおよびノルエピネフ
リンの合成速度に比例して変化し、そして脳内の
ドパの濃度は、脳内のチロシンの濃度の増加によ
り増加させることができ、かつ、脳内のドパの濃
度は、脳内のチロシンの濃度を低下させることが
できる(ラツテを用いた実験)ことを最初に見出
した研究者はワートマン等である(「サイエンス」
第185巻第183頁−第184頁(1974年7月12日)〕。
脳内のチロシンの量を増加させるための、処理方
法の1つは、チロシンそれ自体を投与することで
あつた。脳内のチロシンの量を減少させるための
処理方法の1つは、血漿中のチロシン(プラズム
チロシン)の脳内移行性と競合する性質を有する
他種中性アミノ酸のうちの1つ(たとえばロイシ
ン)を投与することである。この学説が発表され
る以前には、前記の律速段階の反応を進行させる
酵素であるチロシンヒドロキシラーゼはチロシン
により高度飽和状態になつているので、脳内のチ
ロシンの量の増加または減少がチロシンからドパ
への変換反応に影響を与えることはないであろう
と思われていたのである。一方、上記のワートマ
ン等の論文または其後に発表されたギブソン及び
ワートマン論文〔「Biochem.Pharmacology」第
26巻第1137頁−第1142頁(1977年6月号)〕には、
トパ蓄積量に関する前記の変化は、脳内のドパミ
ンまたはノルエピネフリンの量の変化に伴うもの
であることは全く開示されていない。また脳内の
チロシンの量を変えることにより、シナプスへの
ドパミンまたはノルエピネフリンの放出量に影響
を与えることができることも上記の文献には全く
開示されていない。 シナプス中に実際に存在するドパミンおよび/
またはノルエピネフリンの量を増加または減少さ
せる手段を開発することは、非常に好ましいこと
である。ノイロン中に貯蔵された化学伝達物質
(すなわちシナプス伝達物質)のすべての分子が
等しくシナプスに容易に放出できるものとは限ら
ないということが現在公知であるから、シナプス
中での該化学伝達物質の量的変化に伴つて、脳ま
たは他の組織の中のドパミンまたはノルエピネフ
リンの全量が変化するとは限らない。前記のド
パ、MAO抑制剤、フエノチアジンおよび他の薬
剤の投与時に伴うような不所望の副作用がなく、
かつ生化学的特異性を有するような手段を開発す
るのが望ましいのである。このような手段は、そ
れ自体が種々の病気のための有用な治療手段とし
て利用できるであろう。あるいは、種々の薬剤の
治療効果を一層高めるために、前記の手段は該薬
剤と組合わせて利用できるであろう。 本発明は、シナプス中のドパミンおよび/また
はノルエピネフリンの不足または過剰化を伴う病
気を治療するための組成物を提供するものであ
る。神経中のチロシンの量を増加または減少させ
るような処理は、シナプス中へのドパミンまたは
ノルエピネフリンの放出量の増加または減少をも
たらすものであり、しかして後者の場合の増加量
または減少量は、それぞれ前者の場合の増加量ま
たは減少量に対応する値であることを本発明者が
此度見出し、この発見に基いて本発明が完成され
たのである。チロシン、そのプレカーサー(前駆
体)、フエニルアラニンまたは他の中性アミノ酸
は単独または混合物の形で、かつ他の薬剤と一緒
に、または一緒にせずに投与でき、これによつ
て、脳内のチロシン(およびフエニルアラニン)
の量を増加または減少させることができるから、
この投与によつて、シナプス中のドパミンおよ
び/またはノルエピネフリンの不足または過剰に
起因する病気が治療できる。同様に、前記混合物
中のトリプトフアンまたは他のアミノ酸の存在割
合を種々変えることにより、脳内のセロトニンま
たは他の神経伝達物質の合成量およびシナプスへ
のその放出量が調節できる。ドパミン放出性ノイ
ロンが括性状態になつている場合、すなわち、し
ばしば興奮するような場合には、チロシンおよ
び/またはフエニルアラニンの投与後にシナプス
中のドパミンの量が増加するであろう。ノルエピ
ネフリン放出性ノイロンが特に高活性のものであ
るか否かということとは無関係に、チロシンの投
与によりシナプス中のノルエピネフリンの量を増
加させることができる。チロシン含有量の低い中
性アミノ酸製剤(すなわち中性アミノ酸組成物)
を投与して脳内のチロシンの量を減少させること
により、シナプス中へのドパミンおよびノルエピ
ネフリンの放出量を減少させることができる。同
様に、脳内のトリプトフアンの量を減少させるこ
とにより、セロトニンの放出量を低下させること
ができる。所定の中性アミノ酸混合物の中のチロ
シンの存在比率を調整することにより、ドパミン
および/またはノルエピネフリンの放出量を増加
または減少させることができる。小量投与の場合
には、チロシンの代りにフエニルアラニンを使用
することができる。後記の如く、ドパミンおよび
ノルエピネフリンの放出量を調節しながらシナプ
スへのセロトニンの放出量を調節するために、前
記中性アミノ酸混合物中に存在するトリプトフア
ンの部分」を利用することができる。 本発明に従えば、チロシンおよび/またはフエ
ニルアラニンおよび/または他の中性アミノ酸が
単独で、または1種またはそれ以上の薬剤と組合
わせて患者に投与され、これによつて、シナプス
へのドパミンおよび/またはノルエピネフリンの
放出量を増加または減少させることができる。同
時に、前記アミノ酸混合物中のトリプトフアンの
存在比率を種々変えることにより、セロトニンの
放出量も調節できる。ドパミンの放出量を増加さ
せるためには、パーキンソン病患者の場合のよう
に患者の脳の中のドパミン放出性ノイロンは比較
的高活性のもの、すなわちひんぱんに興奮するも
のであることが必要である。しかしながら、ノル
エピネフリン放出性ノイロンまたはセロトニン放
出性ノイロンが特に高活性のものであつてもなく
ても、そのこととは無関係に、アミノ酸混合物の
使用によりシナプス中へのノルエピネフリンまた
はセロトニンの放出量を種々変えることができる
のである。同様に、脳内に入るチロシンと競合し
得るようなアミノ酸混合物を投与することによ
り、ドパミンまたはノルエピネフリンの放出量を
減少させることができる。 ここで使用されるアミノ酸混合物の組成は、治
療すべき患者の病気の種類(症状)に応じて種々
変えることができる。セロトニンの放出量を増加
させることなくドパミンおよび/またはノルエピ
ネフリンの放出量を増加させる必要がある場合に
は、チロシン(および/またはフエニルアラニ
ン)を、セロトニンの前駆体であるトリプトフア
ンを含まない他種アミノ酸類と一緒に、または一
緒にせずに投与することができ、その投与量は5
−200mg/Kgであり得る。この治療法は単独治療
法として、あるいは別の薬剤投与治療法の補助療
法として、たとえば次の病気に有効である:パー
キンソン病;或種の抑圧症特に高血圧;末梢交感
神経系の機能損傷による低血圧(オルソスタチツ
ク低血圧)。或場合には、チロシンの代用物とし
てフエニルアラニンが使用できる。なぜならばこ
のアミノ酸は肝臓内でチロシンに変換され、そし
て血液流の中に放出され、脳の中に入るからであ
る。しかしながら、血漿中のフエニルアラニンの
濃度は、チロシンの濃度の約2倍よりも低い値で
あるべきである。なぜならば、このような高い濃
度では脳内移行に関してフエニルアラニンはチロ
シンと競合し、チロシンヒドロキシラーゼ酵素の
作用を妨害することがあり得るからである。 脳内のセロトニンの量をそのまま維持するかま
たは増加させながらドパミンまたはノルエピネフ
リンの放出量を増加させる必要がある場合には、
チロシンおよび/またはフエニルアラニンおよび
他種中性アミノ酸の他にさらにトリプトフアンを
も含む組成物を使用するのがよい。このような組
成物(または上記アミノ酸の組合せ)は、或種の
抑うつ状態または睡眠障害の治療剤として特に有
用である。上記に例示した組成物が含有し得るア
ミノ酸以外の中性アミノ酸の例には分枝状アミノ
酸(ロイシン、イソロイシン、バリン)およびメ
チオニン、スレオニン、ヒスチジンがあげられ
る。これらのアミノ酸は単量体または天然または
合成重合体(たとえばペプチド)の形で投与でき
る。以下の記載では、フエニルアラニン、トリプ
トフアンおよびチロシン「有用アミノ酸」と称す
ることにする。 たとえば精神病、運動障害症(たとえばタージ
ブ・ジスキネシア症またはギレス、デ、ラ、トウ
レツテ症候群)等の病気、すなわちドパミナージ
ツク(dopaminergic)ノイロンが多分超活性状
態になつている病気では、シナプス中のドパニン
の量を減少させる必要があるが、このような場合
には、チロシンまたはフエニルアラニンを全く含
まないかまたは比較的少量しか含まない中性アミ
ノ酸混合物を投与する。これと同様な混合物は、
シナプス中のノルエピネフリンの量を減少させる
ために使用でき、かつまた、シナプスのトリプト
フアン含有量に応じてシナプス中のセロトニンの
量を増加または減少させるためにも使用できる。 チロシン、フエニルアラニンおよびトリプトフ
アンの血漿中濃度と、他の中性アミノ酸全体の血
漿中濃度との比率は食物の組成に左右されるが、
正常時のこの比の値は一般にそれぞれ約0.08−
0.12、約0.07−0.12および約0.06−0.14である。或
種の病気の場合には、たとえば、昏睡を招く肝硬
変、糖尿病、インシユリン過剰症
(hyperinsulinism)、異化症状(飢餓、悪液質、
広がつたガン)、ひどい火傷または外傷等の病気
の場合には、上記の比の値が異常値になり、脳に
おけるドパミン、ノルエピネフリンおよびセロト
ニンの放出量の変化をもたらす。このような場合
に使用されるアミノ酸組成物は、前記の血漿中濃
度の値を正常値に戻すのに適した組成を有するも
のであるべきである。上記に例示したような主と
して精神神経的症状を伴う病気の場合には、この
アミノ酸療法の目標は、シナプス中へのドパミン
またはノルエピネフリン(またはセロトニン)の
放出量を増加または減少させるために、前記の比
の値(これは罹病時には前記の正常範囲内の値よ
りも高いかまたは低い値になつている)を低める
かまたは高めることである。 チロシン、フエニルアラニンおよび他の中性ア
ミノ酸は、遊離アミノ酸、そのエステル、塩、天
然または合成重合体の形で投与でき、あるいは食
品の構成成分の形で投与できる。この投与は経口
投与または非経口投与(たとえば静脈内注射)の
形で行うことができる。 本発明を一層具体的に例示するために、次に実
施例を示す。しかしながら本発明の範囲は決して
これらの実施例に記載の範囲内のみ限定されるも
のではない。 例 この実施例は、脳内でノルエピネフリンが脳内
のチロシンの量を増加させることにより合成でき
ることを例示したものである。 この実施例中の実験データーに示されているよ
うに、脳内のノルエピネフリンの主代謝産物であ
る3−メトキシ−4−ヒドロキシ−フエニルエチ
レングリコール−サルフエート(MOPEG−
SO4)がラツテの脳内に蓄積するときの蓄積速度
は、脳内のチロシンの量の関数の形で種々変化す
るものである。このことから明らかなように脳内
のチロシンの量は、脳内のノルエピネフリンの合
成量のみならず、このノルエピネフリンのターン
オーバー量および放出量にも影響を与えるもので
ある。 体重150gのオスのスプラグー−ドーレイラツ
テ〔チヤールス、リバー、ブリージング、ラボラ
トリーズ(ウイルミングトン、MA)から供給さ
れたもの〕を、つりさげかごに入れて飼育した
(1かご当り6−8匹)。そして飲料水および26%
蛋白質飼料(チヤールス、リバー、ラツト−マウ
ス−ハムスター、メインテナンス、フオーミユラ
ー24RF)を自由に与えた。毎日午前8時から午
後8時まで光線〔300マイクロワツト/cm2;ビタ
ーライト、ズロウーテスト、コーポレーシヨン、
(ノース、バーゲン、N.J.)製の電球を使用)を
照射した。投与実験のために使用されたラツテは
1晩中絶食させ、次いで午前10時に実験用薬剤投
与実験を開始した。ギブソンの論文〔「Biochem.
Pharmacol.」第26巻、第1137頁−第1142頁
(1977年)〕に記載の薬剤調製方法に従つてカンテ
ンゲル(水分35g/ml)を用いて種々の組成の薬
剤を調製した。アミノ酸および薬品はすべて腹膜
内に注射した。 脳内ノイロン中のノルエピネフリンの合成量お
よびターンオーバー量を次の測定方法に従つて測
定した。すなわちこの測定方法は、プロベネシド
の投与後に、またはラツテを寒冷環境下に置いた
後に、MOPEG−SO4の蓄積量を測定することか
らなるものであつた。脳ホモジネート中の
MOPEG−SO4を、アニオン交換コラム〔フアー
マシア社(ピスカタウエー、N.J.)製の「A−25
−DEAE−セフアデツクス」〕を用いて単離した。
この単離はミークおよびネフの方法〔「Br.J.
Pharmacol.」第45巻第435頁−第441頁(1972
年)〕に従つて行つたが、我々は同一試料におい
てチロシンおよびMOPEG−SO4の両者が測定で
きるように上記単離方法を改良して用いた。各ホ
モジネート試料(0.15M−ZnSO4液中に入れたも
の)について、最初にチロシンをワークスおよび
ユーデンフレンドの方法〔「J.Lab.Med.」第50巻
第733頁−第736頁(1957年)〕に従つて定量した。
次いで残りのホモジネートに当量の0.15M−水酸
化バリウム液を添加し、再びホモジナイズし〔ブ
リンクマン、インストル−メンツ社(N.Y.)製
の「ポリトロン」を用いた〕、遠心分離操作を行
い、そして上記のメークおよびネフの方法に従つ
てMOPEG−SO4を定量した。脳ホモジネート全
体からのMOPEG−SO4およびチロシンの分離、
回収率はそれぞれ70−75%および85−95%であつ
た。 チロシン〔グランド、アイランド、バイオロジ
カル、コンパニー(ロング、アイランド、N.Y.)
製のもの〕およびプロベネシド〔シグマ、ケミカ
ル、コンパニー(セントルイス、MO)製のも
の〕は水に難溶性であるので希NaOH液に溶解
し、得られた各溶液に塩酸を加えて緩衝作用を行
つてPH7.4にし、既知容量の食塩水を加えた。こ
れによつて、注射液として適当な微細懸濁液(フ
アイン、サスペンジヨン)が得られた。 寒冷環境に暴露されたときに生ずるストレスに
関する実験では、脳内のチロシンの量を増加させ
るために、チロシンそれ自体の代りに、一層溶け
易いエチルエステルの形のチロシンを試験動物に
投与した。実験デーテの解析は、変数一元解析法
または二元解析法に従つて行つた。 プロベネシドの投与により脳内のMOPEG−
SSO4の量が123ng/g(希釈剤のみを注射した
対照動物)から175ng/g〔プロベネシド投与
動物〕に増加した(P<0.001;第1表)チロシ
ンのみの投与は脳内のMOPEG−SO4に全く影響
を与えなかつたが、このアミノ酸を用いて前処理
を行つた場合には、プロベネシドによるMOPEG
−SO4の量の増加度が一層大きくなり、すなわ
ち、175ng/Kg(フロベネシドの単独投与を行
つたラツテの場合)から203ng/gに増加した
(P<0.01;第1表)。
The present invention relates to compositions capable of controlling (increasing or decreasing) the amount of dopamine and norepinephrine in neural synapses (neuronal synapses). The neurotransmitters dopamine and norepinephrine are combined with dihydroxyphenylalanine (Dopa)
It is already known that it is a substance derived from. On the other hand, dopa is produced in neuron through enzymatic hydroxylation of the amino acid tyrosine. This process proceeds under the catalysis of the enzyme tyrosine hydroxylase. Dopa is decarboxylated to dopamine by the enzyme L-amino acid decarboxylase (AAAD). Norepinephrine is derived from dopamine in the neuron, which also contains the enzyme dopamine-β-hydroxylase. In this series of reactions, the rate-limiting step is the conversion of tyrosine to dopa. For this reason, dopamine administration has sometimes been administered to patients with physical disabilities resulting from dopamine deficiency diseases such as Parkinson's disease. Unfortunately, however, when dopa is administered, it is absorbed by cells throughout the body and converted to dopamine, which disturbs normal metabolic processes in these cells. It is. In addition, Dopa
It interferes with the normal accumulation of the neurotransmitter serotonin in the human body and reduces the amount of S-adenosylmethionine compounds in the brain. These undesired side effects may cause patients to experience so-called "on-off phenomena" and, in some cases, even psychotic symptoms.
Examples of other drugs that increase the amount of dopamine and norepinephrine in synapses include monoamine oxidase inhibitors (which slow down the breakdown of these neurotransmitters) and trinuclear antidepressants. (anti-depressant). These compounds are used as therapeutic agents for diseases with depressive symptoms, but they also have relatively nonspecific chemical effects in addition to increasing the amount of dopamine and norepinephrine in synapses. In other words, it has various side effects, such as an effect of increasing blood pressure. However, this increase in blood pressure occurs when patients treated with monoamine oxidase inhibitors eat certain foods. Examples of other diseases that occur when there is too much dopamine or norepinephrine in synapses include: psychosis (extremely high levels of dopamine), movement disorders.
For example, Tajib dyskinesia and Gilles, De, La, Tourette syndrome (extremely high levels of dopamine); hypertension and arrhythmias (extremely high levels of norepinephrine released from sympathetic neurons). Currently, treatments for these diseases generally include
This has been done with drugs that interfere with the interaction of dopamine or norepinephrine with its post-receptors (eg, phenothiazine or butyrophenone). However, all of these drugs exhibit some non-specific effects and may therefore cause side effects when taken. Previous attempts have been made to increase or decrease the amount of dopamine or norepinephrine by changing the amount of tyrosine in the nerves, but these attempts were unsuccessful. This is because no attempt was made to alter the amounts of these compounds in the brain and various tissues. The concentration of dopa in the brain changes proportionally to the rate of synthesis of dopamine and norepinephrine under given experimental conditions, and the concentration of dopa in the brain can be increased by increasing the concentration of tyrosine in the brain. Wortman et al. were the first researchers to discover that the concentration of dopa in the brain can reduce the concentration of tyrosine in the brain (experiments using rats).
Vol. 185, pp. 183-184 (July 12, 1974)].
One treatment method to increase the amount of tyrosine in the brain has been to administer tyrosine itself. One treatment method for reducing the amount of tyrosine in the brain is to use one of the other neutral amino acids (e.g. leucine). Prior to the publication of this theory, tyrosine hydroxylase, the enzyme that drives the rate-limiting reaction, was highly saturated with tyrosine, so that an increase or decrease in the amount of tyrosine in the brain could occur from tyrosine. It was thought that it would not affect the conversion reaction to dopa. On the other hand, the paper by Wortman et al. mentioned above or the paper by Gibson and Wortman published after that [``Biochem.Pharmacology'' No.
Volume 26, pages 1137-1142 (June 1977 issue)]
There is no disclosure that the above-mentioned change in the amount of accumulated Topa is accompanied by a change in the amount of dopamine or norepinephrine in the brain. Furthermore, the above-mentioned document does not disclose at all that the amount of dopamine or norepinephrine released into synapses can be influenced by changing the amount of tyrosine in the brain. dopamine actually present in the synapse and/or
It would be highly desirable to develop means to increase or decrease the amount of norepinephrine. Since it is now known that not all molecules of chemical transmitters stored in neurons (i.e., synaptic transmitters) are equally readily available for release into synapses, A quantitative change may not necessarily result in a change in the total amount of dopamine or norepinephrine in the brain or other tissues. There are no undesirable side effects associated with the administration of dopa, MAO inhibitors, phenothiazines and other drugs mentioned above;
It is desirable to develop a method that also has biochemical specificity. Such a tool could itself be utilized as a useful therapeutic tool for a variety of diseases. Alternatively, the means described above could be utilized in combination with various drugs in order to further enhance their therapeutic effects. The present invention provides compositions for treating diseases associated with a deficiency or excess of dopamine and/or norepinephrine in synapses. Any treatment that increases or decreases the amount of tyrosine in a nerve will result in an increase or decrease in the release of dopamine or norepinephrine into the synapse; The present inventor has now discovered that the value corresponds to the amount of increase or decrease in the former case, and the present invention has been completed based on this discovery. Tyrosine, its precursor, phenylalanine or other neutral amino acids can be administered alone or in mixtures and with or without other drugs, thereby increasing the Tyrosine (and phenylalanine)
Because it can increase or decrease the amount of
By this administration, diseases caused by a deficiency or excess of dopamine and/or norepinephrine in synapses can be treated. Similarly, by varying the proportions of tryptophan or other amino acids present in the mixture, the amount of serotonin or other neurotransmitters synthesized in the brain and its release into the synapses can be adjusted. If the dopamine-releasing neuron is in a clenched state, ie, frequently excitable, the amount of dopamine in the synapse will increase after administration of tyrosine and/or phenylalanine. Regardless of whether the norepinephrine-releasing neuron is particularly active or not, administration of tyrosine can increase the amount of norepinephrine in the synapse. Neutral amino acid formulations with low tyrosine content (i.e. neutral amino acid compositions)
By reducing the amount of tyrosine in the brain, the amount of dopamine and norepinephrine released into synapses can be reduced. Similarly, by reducing the amount of tryptophan in the brain, the amount of serotonin released can be reduced. By adjusting the abundance ratio of tyrosine in a given neutral amino acid mixture, the amount of dopamine and/or norepinephrine released can be increased or decreased. For small doses, phenylalanine can be used in place of tyrosine. As described below, the tryptophan moiety present in the neutral amino acid mixture can be used to control the amount of serotonin released into the synapse while controlling the amount of dopamine and norepinephrine released. According to the invention, tyrosine and/or phenylalanine and/or other neutral amino acids are administered to a patient alone or in combination with one or more agents, thereby providing a synaptic effect on the synapses. The amount of dopamine and/or norepinephrine released can be increased or decreased. At the same time, the amount of serotonin released can be adjusted by varying the abundance ratio of tryptophan in the amino acid mixture. In order to increase the amount of dopamine released, the dopamine-releasing neurons in the patient's brain need to be relatively active, i.e., frequently excitable, as in patients with Parkinson's disease. . However, whether or not the norepinephrine-releasing neuron or serotonin-releasing neuron is particularly active, the use of amino acid mixtures can vary the amount of norepinephrine or serotonin released into the synapse. It is possible. Similarly, the amount of dopamine or norepinephrine released can be reduced by administering a mixture of amino acids that can compete for tyrosine entry into the brain. The composition of the amino acid mixture used here can be varied depending on the type (symptoms) of the disease of the patient to be treated. If it is necessary to increase the release of dopamine and/or norepinephrine without increasing the release of serotonin, tyrosine (and/or phenylalanine) can be substituted with other species that do not contain the serotonin precursor tryptophan. It can be administered with or without amino acids, and the dosage is 5
-200 mg/Kg. This therapy is effective as a monotherapy or as an adjunct to another drug therapy, for example in the following diseases: Parkinson's disease; certain depressions, particularly hypertension; depression due to impaired function of the peripheral sympathetic nervous system. Blood pressure (orthostatic hypotension). In some cases, phenylalanine can be used as a substitute for tyrosine. This is because this amino acid is converted to tyrosine in the liver and released into the bloodstream and into the brain. However, the concentration of phenylalanine in plasma should be less than about twice the concentration of tyrosine. This is because at such high concentrations, phenylalanine competes with tyrosine for brain transport and can interfere with the action of the tyrosine hydroxylase enzyme. When it is necessary to increase the release of dopamine or norepinephrine while maintaining or increasing the amount of serotonin in the brain,
Preferably, compositions are used which, in addition to tyrosine and/or phenylalanine and other neutral amino acids, also contain tryptophan. Such compositions (or combinations of the above amino acids) are particularly useful as treatments for certain depressive conditions or sleep disorders. Examples of neutral amino acids other than the amino acids exemplified above that may be contained in the composition include branched amino acids (leucine, isoleucine, valine), methionine, threonine, and histidine. These amino acids can be administered in the form of monomers or natural or synthetic polymers (eg peptides). In the following description, phenylalanine, tryptophan and tyrosine will be referred to as "useful amino acids". For example, in diseases such as psychosis, movement disorders (e.g. Tarzib dyskinesia or Gilles, DeLa, Tourette syndrome), in which the dopaminergic neurons are probably hyperactive, the amount of dopanine in the synapses increases. In such cases, neutral amino acid mixtures containing no or relatively small amounts of tyrosine or phenylalanine are administered. A similar mixture is
It can be used to decrease the amount of norepinephrine in the synapse and can also be used to increase or decrease the amount of serotonin in the synapse depending on the tryptophan content of the synapse. The ratio of plasma concentrations of tyrosine, phenylalanine, and tryptophan to that of all other neutral amino acids depends on the composition of the food;
Normal values of this ratio are generally about 0.08−
0.12, about 0.07-0.12 and about 0.06-0.14. In the case of certain diseases, for example, cirrhosis leading to coma, diabetes, hyperinsulinism, catabolic conditions (starvation, cachexia,
In cases of illness, such as a cancer that has spread), severe burns, or trauma, the value of this ratio becomes abnormal, resulting in changes in the amount of dopamine, norepinephrine, and serotonin released in the brain. The amino acid composition used in such cases should have a composition suitable for restoring the above-mentioned plasma concentration values to normal values. In the case of diseases with primarily neuropsychiatric symptoms, such as those exemplified above, the goal of this amino acid therapy is to increase or decrease the amount of dopamine or norepinephrine (or serotonin) released into the synapse. It is to lower or increase the value of the ratio, which in the diseased state is higher or lower than the value within the above-mentioned normal range. Tyrosine, phenylalanine and other neutral amino acids can be administered in the form of free amino acids, their esters, salts, natural or synthetic polymers, or as components of foods. This administration can be in the form of oral or parenteral administration (eg, intravenous injection). EXAMPLES In order to more specifically illustrate the present invention, Examples are shown below. However, the scope of the present invention is in no way limited to the scope described in these Examples. Example This example illustrates that norepinephrine can be synthesized in the brain by increasing the amount of tyrosine in the brain. As shown in the experimental data in this example, 3-methoxy-4-hydroxy-phenylethylene glycol-sulfate (MOPEG-
The rate at which SO 4 ) accumulates in the rat's brain varies as a function of the amount of tyrosine in the brain. As is clear from this, the amount of tyrosine in the brain affects not only the amount of norepinephrine synthesized in the brain, but also the amount of turnover and release of this norepinephrine. Male Sprague-Dawley rats weighing 150 g (supplied by Charles, River, Breathing Laboratories, Wilmington, Mass.) were housed in hanging cages (6-8 animals per cage). and drinking water and 26%
Protein feed (Charles, River, Rat-Mouse-Hamster, Maintenance, Formula 24RF) was provided ad libitum. Light beams (300 microwatts/cm 2 ) from 8 a.m. to 8 p.m. every day; Bitter Light, Zlow Test, Corporation,
(Using a light bulb manufactured by North, Bergen, NJ)). The rats used for the administration experiment were fasted overnight, and then the experimental drug administration experiment was started at 10 am. Gibson's paper [``Biochem.
Drugs of various compositions were prepared using agar gel (moisture 35 g/ml) according to the drug preparation method described in "Pharmacol.", Vol. 26, pp. 1137-1142 (1977)]. All amino acids and drugs were injected intraperitoneally. The amount of synthesis and turnover of norepinephrine in brain neurons was measured according to the following measurement method. That is, this measurement method consisted of measuring the amount of MOPEG-SO 4 accumulated after administering probenecid or after placing the latte in a cold environment. in brain homogenate
MOPEG-SO 4 was added to an anion exchange column [A-25 manufactured by Pharmacia (Piscataway, NJ)].
-DEAE-Sephadex].
This isolation was carried out by the method of Meek and Neff [Br.J.
Pharmacol.” Vol. 45, pp. 435-441 (1972
(2013)], but we modified the above isolation method so that both tyrosine and MOPEG-SO 4 could be measured in the same sample. For each homogenate sample (in 4 0.15M ZnSO), tyrosine was first added using the method of Works and Judenfriend [J.Lab.Med., Vol. 50, pp. 733-736 (1957). )].
Next, an equivalent amount of 0.15M barium hydroxide solution was added to the remaining homogenate, homogenized again (using a "Polytron" manufactured by Brinkman Instruments, NY), centrifuged, and the above MOPEG- SO4 was quantified according to the method of Make and Neff. Separation of MOPEG- SO4 and tyrosine from whole brain homogenate,
The recoveries were 70-75% and 85-95%, respectively. Tyrosine [Grand, Island, Biological, Company (Long, Island, NY)
Because they are sparingly soluble in water, they were dissolved in dilute NaOH solution, and hydrochloric acid was added to each resulting solution to buffer it. The pH was adjusted to 7.4 and a known volume of saline was added. As a result, a fine suspension suitable for injection was obtained. In experiments on stress caused by exposure to cold environments, test animals were given the more soluble ethyl ester form of tyrosine instead of tyrosine itself to increase the amount of tyrosine in the brain. The experimental data were analyzed according to the one-way variable analysis method or the two-way analysis method. MOPEG− in the brain by administration of probenecid.
The amount of SSO 4 increased from 123 ng/g (control animals injected with diluent only) to 175 ng/g [probenecid-treated animals] (P <0.001; Table 1). 4 , but when pretreated with this amino acid, MOPEG with probenecid
The increase in the amount of -SO 4 was even greater, ie from 175 ng/Kg (for rats treated with flobenecid alone) to 203 ng/g (P<0.01; Table 1).

【表】 注:これらの3つの実験の各々において、4−
6匹のラツテを1グループにして、各グループの
ラツテに、所定の投与量のチロシン(脳内のドパ
の合成を促進することが知られている薬剤;100
mg/Kg、i.p.)もしくはその希釈剤のみを注射し、
そして30分後にプロベネシド(400mg/Kg、i.p.)
またはその希釈剤のみを注射した。この第2回目
の注射を行つてから60分後に試験動物を殺し、そ
の脳全体について分析を行つてチロシンおよび
MOPEG−SO4の量を測定した。チロシンの投与
により脳内のチロシンの量は著しく増加した(P
±0.001)。一方、プロベネシドは脳内のチロシン
を変性するものでもなく、また、外来チロシンへ
のそのレスポンスを変改させるものでもなかつ
た。プロベネシドは脳内のMOPEG−SO4の量を
著しく増加させ(P±0.001)、そしてチロシンの
前処理により、このレスポンスが著しく増大した
(P±0.01)。これらの実験データーは、変数二元
解析法により解析した。これらの値は「±SEN」
で表わされる。 ラツテを寒冷環境(4℃)下に飼育した場合に
はノルエピネフリンのターンオーバー量が増加
し、そしてこれによつて、脳内のノイロン中のノ
ルエピネフリン自体およびその代謝産物
(MOPEG−SO4)の両者の生成が促進された。
ラツテを寒冷環境下に飼育して次のことを調べ
た。すなわち、脳内のチロシンの量を変える処理
は、寒冷ストレスを受けたラツテ(プロベネシド
を投与しなかつたラツテ)の脳内のMOPEG−
SO4蓄積速度に影響を与えるものであるかどうか
を調べた(第1図)。 寒冷環境下に1時間置くと脳内のMOPEG−
SO4の量が約40%増加した(すなわちこの量は
80ng/gから114ng/gに増加した;P<
0.01)。アミノ酸または食塩水のいずれかを投与
した試験動物では、脳内のチロシンの量は大体同
じであり、かつこれはMOPEG−SO4の量に密接
に関連するものであつた(r=77;P<0.05;第
1図)。チロシン投与による前処理により脳内の
チロシンの量が約80%増加し〔すなわち、13.3μ
g/g(食塩水を注射した動物の場合)から
24.6μg/gに増加した;P<0.01〕、MOPEG−
SO4の量は約70%増加した(すなわち、114ng/
gから193ng/gに増加した;P<0.01)。この
実験ではバリンの投与による前処理も行つたが、
この場合には脳内のチロシンまたはMOPEG−
SO4の量は実質的に無変化であつた(すなわちこ
の2つの量はそれぞれ14.3μg/gおよび117n
g/gであつた)。しかしながら、他のグループ
に対する実験の結果(第1図)から明らかなよう
に、脳内のチロシンおよびMOPEG−SO4の量
は、試験動物自体とも密接に関連するものであつ
た。 第1図記載の相関関係は次の実験で得られたも
のであつた。複数のグループのラツテの各々の腹
膜内にバリン(200mg/Kg)、または、脳内吸収性
に関してチロシンと競合する性質を有するアミノ
酸(8)、またはチロシン(エチルエステルの形のチ
ロシン125mg/Kg)、または食塩水を注射した。30
分後にこのラツテをシングルケージ(かご)に入
れて寒冷環境(4℃)下に置いた。1時間後に試
験動物を全部殺し、その血液全部について分析を
行つてチロシンおよびMOPEG−SO4の量を測定
した。対照動物には食塩を注射し、シングルケー
ジに入れて室温(22℃)において90分間保つた。
グラフ中の各点は1つの脳の中に存在するチロシ
ンおよびMOPEG−SO4の量を表わす。これらの
データは、若干の実験結果を集計して算出された
ものであつた。室温において飼育された試験動物
の脳内のチロシンおよびMOPEG−SO4の量はそ
れぞれ14.6μgおよび80ng/gであつた。第1図
のグラフにおいて、各記号は次の意味を有する:
黒丸−−バリンで前処理された動物における測定
値;白丸−−食塩水で前処理された動物における
測定値;白い四角−−チロシンで前処理された動
物における測定値。 脳内のチロシンの量の生理学的バラツキもま
た、ノルエピネフリンの合成量およびターンオー
バー量(これは、MOPEG−SO4の量の測定によ
り測定できる)に影響を与えるものであるかどう
かをみるために、次の実験を行つた。すなわち、
寒冷環境下に置いた試験動物における上記の代謝
産物の蓄積量を調べる操作を、チロシンの量を高
めると思われる単純飼料(single meal)を食べ
させた後に行つた。 1晩中絶食させた試験動物に無蛋白飼料(カゼ
イン0%)または40%カゼイン飼料を午前10時か
ら午前11時までの時間にわたつて与え、次いで試
験動物を寒冷環境(4℃)下に1時間保ち、次い
でこれを殺し、その脳を分析してチロシンおよび
MOPEG−SO4の量を測定した。絶食させた対照
動物は、この2時間にわたつて室温(22℃)にお
いて保つた。 絶食させたラツテを寒冷環境下に保つことによ
り、その脳内のMOPEG−SO4の蓄積を促進で
き、その量は123ng(22℃において保たれた絶
食対照動物)から163ngに増加した(P<0.05〕。
この処理は脳内のチロシンの量には全く影響を与
えなかつた(10.1μg/g対10.5μg/g)。寒冷
環境下に置かれた動物のうちで、0%カゼイン飼
料または40%カゼイン飼料を投与した動物では、
脳内のMOPEG−SO4の蓄積量が40−50%増加し
た(第2表;P<0.01)。0%カゼイン飼料を投
与した動物では脳内のチロシンの量が約40%増加
し(P<0.01)、一方、40%カゼイン飼料を食べ
た動物では脳内のチロシンの量が77%増加した
(P<0.01)。 無蛋白質飼料の投与が脳内のチロシンの量の増
加をもたらさなかつた場合には、脳内のMOPEG
−SO4の量もまた増加しなかつた(第2表)。こ
の実験において、蛋白質を投与した動物では脳内
のチロシンの量が約50%増加し(すなわち、
13.4μg/gから19.5μg/gに増加した;P<
0.01)、かつこれに並行して脳内のMOPEG−SO4
の量も増加した。 これらの実験データーから明らかなように、プ
ロベネシドで前処理するかまたは寒冷環境下に置
いたラツテでは、脳内のチロシンの量を増加させ
る処理を行うことにより、脳内のノルエピネフリ
ンの代謝産物であるMOPEG−SO4の蓄積量を増
加させることができたのである。このような処理
は薬理学的処理(すなわち、チロシンの腹膜内注
射)または生理学的処理(すなわち、高蛋白質飼
料の投与)であつてよい。これらの処理は、脳内
のチロシン濃度に関して、その基質(サブストレ
ート)のためのチロシンヒドロキシラーゼの高Km
性に匹敵する効果を与えるものである。この酵素
は、基質について制限条件があるという欠点を有
する。なぜならば、この酵素が活性化されたとき
に、その活性が、そのコフアクターに対する親和
性を選択的に高めるからである。 MOPEG−SO4はラツテの脳内におけるノルエ
ピネフリンの主代謝産物であつて、これは、プロ
ベネシドに敏感なメカニズムにより脳外に運び出
される。プロベネシドの投与後にはMOPEG−
SO4はラツテの脳内に、少くとも60分間にわたつ
て、時間に直線的に比例した量的割合で蓄積す
る。この時間の間は脳内のノルエピネフリンの量
は不変状態のまま保たれているから、MOPEG−
SO4の蓄積率(蓄積量)は、ノルエピネフリンの
合成率を示す有用な指標として役立つものであ
る。この蓄積率は、ストレスを与えずにプロベネ
シド処理を行つたラツテの場合には、寒冷環境下
に置かれたラツテの場合よりも明らかに低かつた
(第1表および第2表)。しかしながら、ラツテを
この2つの環境のうちのいずれの環境のもとで置
いた場合でも、上記の蓄積率は脳内のチロシンの
量に左右される値である。
[Table] Note: In each of these three experiments, 4-
Groups of six rats were placed in each group, and rats in each group were given a predetermined dose of tyrosine (a drug known to stimulate the synthesis of dopa in the brain; 100
mg/Kg, ip) or its diluent alone,
and 30 minutes later probenecid (400mg/Kg, ip)
or the diluent alone was injected. Sixty minutes after this second injection, the test animals were sacrificed and their whole brains were analyzed for tyrosine and
The amount of MOPEG- SO4 was measured. Administration of tyrosine significantly increased the amount of tyrosine in the brain (P
±0.001). On the other hand, probenecid neither denatured tyrosine in the brain nor altered its response to exogenous tyrosine. Probenecid significantly increased the amount of MOPEG- SO4 in the brain (P±0.001), and tyrosine pretreatment significantly increased this response (P±0.01). These experimental data were analyzed using a variable dual analysis method. These values are “±SEN”
It is expressed as When rats are kept in a cold environment (4°C), the amount of norepinephrine turnover increases, and as a result, both norepinephrine itself and its metabolite (MOPEG-SO 4 ) in neuron in the brain increase. The production of was promoted.
Rats were kept in a cold environment and the following questions were investigated. In other words, the treatment that changes the amount of tyrosine in the brain affects MOPEG-
We investigated whether it affects the SO 4 accumulation rate (Figure 1). MOPEG in the brain when left in a cold environment for 1 hour
The amount of SO4 increased by about 40% (i.e. this amount
increased from 80 ng/g to 114 ng/g; P<
0.01). In test animals treated with either amino acids or saline, the amount of tyrosine in the brain was approximately the same, and this was closely related to the amount of MOPEG- SO4 (r = 77; P <0.05; Figure 1). Pretreatment with tyrosine administration increased the amount of tyrosine in the brain by approximately 80% [i.e., 13.3μ
g/g (for animals injected with saline) to
increased to 24.6 μg/g; P<0.01], MOPEG-
The amount of SO4 increased by about 70% (i.e. 114ng/
g to 193 ng/g; P<0.01). In this experiment, we also performed pretreatment by administering valine.
In this case, tyrosine in the brain or MOPEG-
The amount of SO 4 remained virtually unchanged (i.e. the two amounts were 14.3 μg/g and 117 n
g/g). However, as is clear from the results of experiments on other groups (Figure 1), the amounts of tyrosine and MOPEG- SO4 in the brain were closely related to the test animals themselves. The correlation shown in FIG. 1 was obtained in the following experiment. Valine (200 mg/Kg), or an amino acid that has the property of competing with tyrosine for brain absorption (8), or tyrosine (125 mg/Kg of tyrosine in the form of ethyl ester) was administered intraperitoneally to each of several groups of rats. , or injected with saline. 30
After a few minutes, the lattes were placed in a single cage and placed in a cold environment (4°C). After 1 hour, all test animals were sacrificed and all their blood was analyzed to determine the amount of tyrosine and MOPEG-SO 4 . Control animals were injected with saline and kept in single cages at room temperature (22°C) for 90 minutes.
Each point in the graph represents the amount of tyrosine and MOPEG-SO 4 present in one brain. These data were calculated by summing up some experimental results. The amounts of tyrosine and MOPEG-SO 4 in the brains of test animals kept at room temperature were 14.6 μg and 80 ng/g, respectively. In the graph of Figure 1, each symbol has the following meaning:
Closed circles—measurements in animals pretreated with valine; open circles—measurements in animals pretreated with saline; open squares—measurements in animals pretreated with tyrosine. To see whether physiological variations in the amount of tyrosine in the brain also influence the amount of norepinephrine synthesis and turnover (which can be measured by measuring the amount of MOPEG- SO4 ). , conducted the following experiment. That is,
The accumulation of the above-mentioned metabolites in test animals kept in a cold environment was examined after they were fed a single meal that was thought to increase the amount of tyrosine. Test animals that had been fasted overnight were fed protein-free diet (0% casein) or 40% casein diet from 10:00 a.m. to 11:00 a.m., and then the test animals were placed in a cold environment (4°C). kept for 1 hour, then killed and its brain analyzed for tyrosine and
The amount of MOPEG- SO4 was measured. Fasted control animals were kept at room temperature (22°C) over this 2 hour period. Keeping fasted rats in a cold environment could promote the accumulation of MOPEG- SO4 in their brains, and the amount increased from 123 ng (fasted control animals kept at 22 °C) to 163 ng (P< 0.05〕.
This treatment had no effect on the amount of tyrosine in the brain (10.1 μg/g vs. 10.5 μg/g). Among animals kept in a cold environment, animals fed a 0% casein diet or a 40% casein diet had
The amount of MOPEG-SO 4 accumulated in the brain increased by 40-50% (Table 2; P<0.01). The amount of tyrosine in the brain increased by approximately 40% in animals fed a 0% casein diet (P < 0.01), while the amount of tyrosine in the brain increased by 77% in animals fed a 40% casein diet ( P<0.01). If administration of a protein-free diet did not result in an increase in the amount of tyrosine in the brain, MOPEG in the brain
-The amount of SO 4 also did not increase (Table 2). In this experiment, the amount of tyrosine in the brain increased by approximately 50% in animals treated with the protein (i.e.,
increased from 13.4 μg/g to 19.5 μg/g; P<
0.01), and in parallel, MOPEG-SO 4 in the brain
The amount of was also increased. As is clear from these experimental data, rats pretreated with probenecid or placed in a cold environment are treated to increase the amount of tyrosine in the brain, which is a metabolite of norepinephrine in the brain. This made it possible to increase the amount of MOPEG-SO 4 accumulated. Such treatment may be pharmacological (ie, intraperitoneal injection of tyrosine) or physiological (ie, administration of a high protein diet). These treatments are associated with a high Km of tyrosine hydroxylase for its substrate, with respect to tyrosine concentration in the brain.
It gives an effect comparable to that of sex. This enzyme has the disadvantage of limited substrate requirements. This is because when this enzyme is activated, its activity selectively increases its affinity for cofactors. MOPEG-SO 4 is the main metabolite of norepinephrine in the rat brain, and it is transported out of the brain by a probenecid-sensitive mechanism. After administration of probenecid, MOPEG-
SO 4 accumulates in the rat's brain over a period of at least 60 minutes at a quantitative rate linearly proportional to time. During this time, the amount of norepinephrine in the brain remains unchanged, so MOPEG-
The accumulation rate (accumulation amount) of SO 4 serves as a useful indicator of the norepinephrine synthesis rate. This accumulation rate was clearly lower in rats treated with probenecid without stress than in rats placed in a cold environment (Tables 1 and 2). However, no matter which of these two environments the rat is placed in, the above accumulation rate is a value that depends on the amount of tyrosine in the brain.

【表】【table】

【表】 注:4−6匹のラツテを1グループとし、複類
のグループのラツテを1晩中飼料を与えず、次い
で試験飼料のうちの1つを午前10時に与えた。午
前11時から、この試験動物を4℃の寒冷環境の室
に1時間入れた。正午にこの試験動物を殺し、そ
の脳全体を分析してチロシンおよびMOPEG−
SO4の量を測定した。実験では、試験動物は無
蛋白質飼料または40%蛋白質飼料をそれぞれ9.7
gまたは10.5g消費し、実験におけるこれらの
飼料の消費量はそれぞれ6.2gまたは8.0gであつ
た。このデータは、±SEMの平均値として算出さ
れたものであつた。 例 この実施例は、脳内のチロシンの量を増加させ
ることにより脳内のドパミン放出量が増加できる
ことを例示したものである。 このチロシンの存在量の多少がカテコールアミ
ン神経伝達物質のシナプス内放出量に影響を与え
るものであるかどうかをみるために、試験動物の
脳内におけるドパミン代謝産物であるホモバニリ
ン酸(HVA)の蓄積量に及ぼすチロシン投与の
影響を調べた。この実験は、プロベネシド(脳脊
髄液からの有機酸の逸出を防止する化合物;スペ
クターおよびローレンゾー、1974年)またはハロ
ペリドール(中枢ドパミナージングレセプターを
閉塞する作用を有する医薬;ウンガーステツト
等、1969年)で前処理された試験動物を用いて行
つた。脳内のチロシンの量を増加させることによ
り、ハロペリドール処理動物では脳内のHVA蓄
積が促進されたが、プロベネシド処理動物では該
HVA蓄積は促進されなかつた。 体重150−200gのオスのスプラグー−ドウレー
ラツテ〔チヤール、リバー、ブリージング、ラボ
ラトリーズ(ウイルミングトン、MA)から供給
されたもの〕に午前9時から午後9時までの間、
光線照射を行い〔「ビタライト」;ズロウーテス
ト、コンパニー(ノース、バーゲン、N.J.)製の
もの〕、そして「ビツグ、レツド、ラツト、チヤ
ウ」(チヤールス、リバー、ブリージング、ラボ
ラトリー製の飼料)および水を自由に与えた。薬
品は腹膜内に2ml/Kg(体重)の注射量(容積)
で注射した。ハロペリドールとして、可溶性ハロ
ペリドール製剤〔マツクネイル、ラボラホリーズ
(ラ、ジヨラ、CA)製の「ハルドール」〕を投与
した。チロシンおよびプロベネシド〔シグマ、ケ
ミカル、コンパニー(セントルイス、MO)製の
もの〕は1N−NaOHに溶解し、そしてPH10.0に
調節した。対照動物には、所定の希釈剤のみを投
与した。チロシン(100mg/Kg)またはその希釈
物を注射してから20分後に、この動物にハロペリ
ドール(2mg/Kg)またはプロベネシド(200
mg/Kg)を投与した。70分後にこの動物を首部切
断により殺した。脳を速やかに除去し、線状体
(ストリアタ)を切開して取出し(グロウインス
キーおよびイバーソンの方法、1966年)、ドライ
アイスで凍結させ、次いでHVAを定量した。残
りの脳のホモジネートを用いてチロシンを定量し
た(ワーカーおよびユーデンフレンドの方法、
1957年)。前記の残存脳ホモジネート試料中のチ
ロシンの濃度が前記線状体のホモジネート中のチ
ロシンの濃度と同様な値であるかどうかを確認す
るために、各グループからの6匹の処理動物(こ
のうちの若干の動物は、チロシンおよび/または
ハロペリドールを投与したものであつた)につい
て比較したところ、チロシン濃度の実質的な差異
は全く見出されなかつた。 チロシンヒドロキシラーゼの活性は、ウエイマ
イア等の方法(1971年)の変法に従つて調べた。
すなわち、線状体をその10倍量(容積単位)の
0.05M−トリスアセテート緩衝液(PH6.0)の中
でホモジナイズした。この緩衝液は「トリトン−
X−100」〔ハーレコ社(フイラデルフイア、
PA)〕を0.2%含むものであつた。かくして得ら
れたホモジネートに遠心分離操作を10000gにお
いて10分間行つた。その上澄液を集めて定量分析
を行つた(コイルの方法、1972年)。この場合の
定量用媒質の全容積は110μであり、そしてそ
の中に次のものが含まれていた:上澄流体50μ
;DMPH4(すなわち2−アミノ−4−ヒドロ
キシ−6,7−ジメチル−5,6,7,8−テト
ラヒドロプテリジンハイドロクロライド)〔カル
バイオケム社(サンジエゴ、CA)製のもの〕
65nmol;ピリドキサルホスフエート29ナノモ
ル;2−メルカプトエタノール4ナノモル;カタ
ラーゼ240ユニツト;ホスフエート緩衝液(PH
6.2)0.01ミリモル;ブタの腎臓から調製された
芳香族L−アミノ酸デカルボキシラーゼ(コイ
ル、1972年)10μ.試料は37℃において2分間
プレインキユベートした。 最終濃度0.1mMの定量用媒質にL−1−14C−
チロシン(比活性度0.90μCi/mmol)10μを添
加し、そしてこの試料を37℃において30分間イン
キユベートすることにより反応を開始させた。こ
の定量を10%トリクロロ酢酸0.5mlの添加により
停止した。この酸性化媒質を其後に2時間しんと
うして14CO2を回収した。この14CO2は、NCS−
組織溶解剤0.2ml中に置かれた紙片(折り重ね
たもの)にトラツプさせた。前記溶解剤はアマー
シヤム/サール(アーリングトン、ハイツ、IL)
製のものであつた。次いでこの紙片を、アクア
ゾル10miを含むシンチレーシヨンバイアル〔ニ
ユー、イングランド、ニユクリア社(ボストン、
MA)製のもの〕に移してその放射能を測定し
た。ブランク(空試験)では、沸騰上澄液または
モノヨードチロシン(0.2mM)を含む完全定量
混合物を使用した。両方の方法において、同様な
結果が得られた。 チロシン投与により、ハロペリドール処理ラツ
テの線状体内のHVA蓄積量が著しく増加した
(59%増加;P<0.001)(第2図)。しかしなが
ら、プロベネシド処理動物の場合には、脳内のチ
ロシンの量を当量値まで増大させた場合でさえ、
HVA蓄積量は変化しなかつた(第2図)。ハロ
ペリドールを投与したラツテでは、線状体内の
HVAの濃度と脳内のチロシンの濃度との間に密
接な相関関係が認められた(r=0.70;P<
0.01)(第2図)。一方、プロベネシドを投与した
動物では、このような相関関係は全く認められな
かつた。 プロベネシドを投与したラツテでは脳内のチロ
シンの量を変化させることによりHVAを蓄積す
ること(および、これによつてドパミンを生成さ
せること)はできないが、このことから、この場
合にはレセプター伝達型フイードバツク機構が作
動して、そのために線状体内のドパミンレセプタ
ーの活性化機構がドパミン合成抑制機構と結びつ
くために、HVAの蓄積およびドパミンの生成は
行われないのであると思われる。 すなわち、この場合には、チロシン投与によ
り、プロベネシド投与動物の線状体の合成量およ
び放出量が最初のうちは増大するが、其後にドパ
ミンレセプターの活性が増大し、このフイードバ
ツク作用によりドパミンの生成量が減少し、この
ドパミン生成量の低下がHVAの生成量の低下を
招くのであると思われる。一方、ハロペリゾール
処理動物では上記のフイードバツク機構(ただ
し、この機構は推定機構である)が作動せず、そ
のためにチロシンの量がドーパミンの合成量に影
響を与え、この影響は絶えず続き、ドーパミンの
放出が促進された後でさえ上記の影響が絶えず続
くのであると思われる。 プロベネシド処理ラツテでは、チロジンヒドロ
キシラーゼの動力学的性質(kinetic properties)
のフードバツク型変化があつたために、チロシン
投与が線状体内のHVAの蓄積をもたらさないの
であるという仮説の真偽を確認するために、我々
は、我々の実験グループの各々から提供された動
物脳試料について、チロシンおよびそのプテリン
−コフアクターに対する前記酵素の親和性を調べ
た。試験管試験では、チロシンの前期(prior)
投与は、DMPH4のチロシンに対するチロシンヒ
ドロキシラーゼのKmsには影響を与えなかつた。
既述の如く(ジブコビツク等、1974年;ジブコビ
ツクおよびグイドツチ、1974年)、ハロペリドー
ルの投与はDMPH4に対する該酵素のKmの低下を
もたらしたのである(第3表)。 第2図は、ハロペリドールまたはプロベネシド
を投与したラツテの線状体中のHVA蓄積量に及
ぼすチロシン投与の影響を具体的に示したもので
ある。ラツテにチロシン(100mg/Kg)またはそ
の希釈剤を投与し、その20分後にハロペリドール
(2mg/Kg)またはプロベネシド(200mg/Kg)を
投与し、第2回目の注射を行つてから70分後にこ
のラツテを殺し、分析操作を行い、その結果を第
2図のグラフに示した。第2図には、ハロペリド
ールを投与した試験動物のデーターは白丸で示
し、ハロペリドールとチロシンとの両者を投与し
た試験動物のデーターは黒丸で示した。ハロペリ
ドールを投与したすべての試験動物では、線状体
内のHVAの量と脳内のチロシンの量との間に密
接な相関関係が認められた(r=0.70;P<
0.01)。これとは対照的に、プロベネシドのみを
投与した試験動物(n=17)の線状体内のHVA
の量は、プロベネシドとチロシンとの両者を投与
した試験動物(n=11)におけるHVAの量と大
体同じであつた。各グループにおける脳内のチロ
シン濃度および線状体中のHVA濃度はそれぞれ
次の通りであつた:プロベネシド投与グループ
17.65±1.33μg/gおよび1.30±0.10μg/g;プ
ロベネシド+チロシン投与グループ44.06±3.91μ
g/gおよび1.31±0.11μg/g;ハロペリドー
ル投与グループ17.03±0.97μg/gおよび2.00±
0.10μg/g;ハロペリドール+チロシン投与グ
ループ36.02±2.50μg/gおよび3.19±0.20μg/
g。
[Table] Note: Groups of 4-6 rats were used. Rats in different groups were deprived of food overnight and then fed one of the test diets at 10 am. Starting at 11 a.m., the test animals were placed in a room with a cold environment at 4° C. for 1 hour. At noon, the test animals were killed and their whole brains analyzed for tyrosine and MOPEG-
The amount of SO4 was measured. In the experiment, test animals were fed a protein-free diet or a 40% protein diet, respectively.
g or 10.5 g, and the consumption of these feeds in the experiment was 6.2 g or 8.0 g, respectively. The data were calculated as mean values ±SEM. Example This example illustrates that increasing the amount of tyrosine in the brain can increase the amount of dopamine released in the brain. In order to see whether the amount of tyrosine present affects the amount of catecholamine neurotransmitter released into the synapse, we investigated the amount of homovanillic acid (HVA), a dopamine metabolite, accumulated in the brains of test animals. The effect of tyrosine administration on This experiment was performed using probenecid (a compound that prevents the escape of organic acids from the cerebrospinal fluid; Spector and Lorenzo, 1974) or haloperidol (a drug that acts to block central dopaminergic receptors; Ungerstedt et al., 1969). ) using test animals pretreated with By increasing the amount of tyrosine in the brain, HVA accumulation in the brain was promoted in animals treated with haloperidol, but this was not observed in animals treated with probenecid.
HVA accumulation was not promoted. Male Sprague-Dawley rats weighing 150-200 g (supplied by Chall, River, Breathing, Laboratories, Wilmington, MA) between 9 a.m. and 9 p.m.
Light irradiation was carried out (“Vitalite”; made by Zlow Test, Company (North, Bergen, NJ)), and “Bitsug, Lets, Rats, Chau” (feed made by Chiars, River, Breathing, Laboratories) and water ad libitum. gave to. The drug is injected intraperitoneally at a dose (volume) of 2ml/Kg (body weight).
Injected with. As haloperidol, a soluble haloperidol preparation [“Haldol” manufactured by Matsuku Nail, Labor Holies (La., Gyola, CA)] was administered. Tyrosine and probenecid (from Sigma, Chemical, Company, St. Louis, Mo.) were dissolved in 1N-NaOH and adjusted to pH 10.0. Control animals received the indicated diluent only. Twenty minutes after the injection of tyrosine (100 mg/Kg) or its dilutions, the animal was given haloperidol (2 mg/Kg) or probenecid (200 mg/Kg).
mg/Kg) was administered. After 70 minutes the animal was killed by decapitation. The brain was immediately removed, the striata dissected out (method of Glowinski and Iverson, 1966), frozen on dry ice, and HVA was then quantified. Tyrosine was quantified using the remaining brain homogenate (Waker and Judenfriend method,
(1957). To determine whether the concentration of tyrosine in the residual brain homogenate sample was similar to the concentration of tyrosine in the striatum homogenate, six treated animals from each group (of which Some animals received tyrosine and/or haloperidol) and no substantial differences in tyrosine concentrations were found. Tyrosine hydroxylase activity was determined according to a modification of the method of Weymire et al. (1971).
In other words, the linear body is 10 times its volume (unit of volume).
Homogenized in 0.05M Tris acetate buffer (PH6.0). This buffer is called “Triton-
X-100” [Harleco Co., Ltd. (Philadelphia,
PA)] at 0.2%. The homogenate thus obtained was centrifuged at 10,000 g for 10 minutes. The supernatant was collected and subjected to quantitative analysis (Coyle's method, 1972). The total volume of the quantification medium in this case was 110μ and contained within it: 50μ of supernatant fluid.
; DMPH 4 (i.e., 2-amino-4-hydroxy-6,7-dimethyl-5,6,7,8-tetrahydropteridine hydrochloride) [manufactured by Calbiochem (San Diego, CA)]
65 nmol; 29 nmoles of pyridoxal phosphate; 4 nmoles of 2-mercaptoethanol; 240 units of catalase;
6.2) 0.01 mmol; aromatic L-amino acid decarboxylase prepared from pig kidney (Coyle, 1972) 10μ. Samples were pre-incubated for 2 minutes at 37°C. L- 1-14C- in the quantitative medium at a final concentration of 0.1mM.
The reaction was initiated by adding 10μ of tyrosine (specific activity 0.90μCi/mmol) and incubating the sample for 30 minutes at 37°C. The quantification was stopped by the addition of 0.5 ml of 10% trichloroacetic acid. The acidified medium was then allowed to cool for 2 hours to recover 14 CO 2 . This 14 CO2 is NCS−
Trapped in paper strips (folded) placed in 0.2 ml of tissue lysing agent. The solubilizer is Amersyam/Searle (Arlington, Heights, IL)
It was made by a manufacturer. This piece of paper was then placed in a scintillation vial containing 10 mi of Aquasol [Nuclear, New York, England;
(manufactured by MA) and its radioactivity was measured. For blanks, boiling supernatant or a complete quantitative mixture containing monoiodotyrosine (0.2mM) was used. Similar results were obtained with both methods. Tyrosine administration significantly increased the amount of HVA accumulated in the striatum of haloperidol-treated rats (59% increase; P<0.001) (Figure 2). However, in probenecid-treated animals, even when increasing the amount of tyrosine in the brain to an equivalent value,
The amount of HVA accumulated did not change (Figure 2). In rats treated with haloperidol,
A close correlation was observed between the concentration of HVA and the concentration of tyrosine in the brain (r = 0.70; P <
0.01) (Figure 2). On the other hand, no such correlation was observed in animals administered probenecid. Rats treated with probenecid cannot accumulate HVA (and thereby produce dopamine) by changing the amount of tyrosine in the brain; It is thought that a feedback mechanism is activated, whereby the activation mechanism of dopamine receptors in the striatum is linked to the dopamine synthesis inhibition mechanism, so that HVA accumulation and dopamine production do not occur. That is, in this case, tyrosine administration initially increases the amount of linear bodies synthesized and released in probenecid-treated animals, but then the activity of dopamine receptors increases, and this feedback effect increases the production of dopamine. It is thought that this decrease in the amount of dopamine produced leads to a decrease in the amount of HVA produced. On the other hand, in animals treated with haloperidole, the above feedback mechanism (however, this is a putative mechanism) does not operate, and therefore the amount of tyrosine affects the amount of dopamine synthesis, and this effect continues continuously, resulting in the release of dopamine. It appears that the above effects persist even after the promotion of Kinetic properties of tyrosine hydroxylase in probenecid-treated rats
To confirm the hypothesis that tyrosine administration does not lead to accumulation of HVA in the striatum due to food-back-type changes in the animal brains provided by each of our experimental groups, we Samples were tested for the affinity of the enzyme for tyrosine and its pterin-cofactor. In test tube tests, the tyrosine prior
Administration did not affect the Kms of tyrosine hydroxylase for tyrosine of DMPH 4 .
As previously described (Zivkovic et al., 1974; Zivkovic and Guidotchi, 1974), administration of haloperidol resulted in a decrease in the Km of the enzyme for DMPH 4 (Table 3). FIG. 2 specifically shows the effect of tyrosine administration on the amount of HVA accumulated in the striatum of rats treated with haloperidol or probenecid. Rats were given tyrosine (100 mg/Kg) or its diluent, followed 20 minutes later by haloperidol (2 mg/Kg) or probenecid (200 mg/Kg), and 70 minutes after the second injection. The rats were killed and analyzed, and the results are shown in the graph of FIG. In FIG. 2, the data of the test animals administered with haloperidol are shown in white circles, and the data of the test animals administered with both haloperidol and tyrosine are shown in black circles. In all tested animals treated with haloperidol, a close correlation was observed between the amount of HVA in the striatum and the amount of tyrosine in the brain (r = 0.70; P <
0.01). In contrast, HVA in the striatum of test animals administered only probenecid (n = 17)
The amount of HVA was approximately the same as the amount of HVA in test animals (n=11) that received both probenecid and tyrosine. The tyrosine concentration in the brain and the HVA concentration in the striatal body in each group were as follows: probenecid administration group
17.65±1.33μg/g and 1.30±0.10μg/g; probenecid + tyrosine treatment group 44.06±3.91μ
g/g and 1.31 ± 0.11 μg/g; haloperidol treatment group 17.03 ± 0.97 μg/g and 2.00 ±
0.10 μg/g; haloperidol + tyrosine administration group 36.02 ± 2.50 μg/g and 3.19 ± 0.20 μg/g
g.

【表】 第3表記載のデータは、次の実験の結果を示し
たものである。すなわち、チロシンヒドロキシラ
ーゼの活性を調べるために線状体試料の定量を、
チロシン濃度を0.125−1.0mMとしそして
DMPH4濃度を0.1−0.5mMとして行つたのであ
る。ハロペリドールをチロシンと一緒に、または
一緒にせずに投与した試験動物の場合には、プロ
ベネシドを投与した試験動物の場合よりも、
DMPH4に対するチロシンヒドロキシラーゼのKm
の値が著しく低かつた(P<0.001;本研究者の
t−テスト)。 さらに、これらのデーターは次の仮設の正当性
を支持するものである。すなわち、チロシンヒド
ロキシラーゼは常に生体中でそのアミノ酸基質で
飽和され得るものとは限らず、換言すれば、(ハ
ロペリドールによる)ドーパミン−レセプターの
閉塞(遮断)の結果として、ドパミンを通常の場
合よりも一層多く合成するような脳を有する動物
では、チロシンヒドロキシラーゼは常に生体中の
そのアミノ酸基質で飽和され得るものとは限らな
いという仮説は正当であると思われる。さらにま
た、前記のデータから次のことも容易に理解され
得るであろう。すなわち、(チロシン投与により)
前記酵素の飽和度を一層高めることにより、ド
パ、カテコールアミノ神経伝達物質およびドパミ
ンの生成量のみならず該伝達物質の放出量もまた
一層増大できるのである。チロシンによりドパミ
ンの合成および放出を制御することにより次の病
気が治療でき、すなわち、ハルペリドール投与後
のパーキンソン病の如き、ドパミナージツクノイ
ロンの興奮がしばしば起る病気が治療できるので
ある。
[Table] The data listed in Table 3 shows the results of the following experiment. That is, the quantification of linear body samples to examine the activity of tyrosine hydroxylase.
Tyrosine concentration was 0.125−1.0mM and
The DMPH 4 concentration was set at 0.1-0.5mM. In test animals receiving haloperidol with or without tyrosine, the
Km of Tyrosine Hydroxylase for DMPH 4
The value was significantly low (P<0.001; t-test by this researcher). Furthermore, these data support the validity of the following hypothesis. That is, tyrosine hydroxylase cannot always be saturated with its amino acid substrates in the body; in other words, as a result of occlusion (blockage) of dopamine receptors (by haloperidol), it absorbs dopamine more than it normally would. In animals with brains that synthesize more, the hypothesis that tyrosine hydroxylase cannot always be saturated with its amino acid substrate in the body seems justified. Furthermore, the following can be easily understood from the above data. i.e. (by tyrosine administration)
By increasing the saturation of the enzymes, not only the amount of dopa, catecholamine neurotransmitters and dopamine produced, but also the amount of these transmitters released can be further increased. By controlling the synthesis and release of dopamine with tyrosine, the following diseases can be treated: diseases in which excitation of dopaminergic neurons often occurs, such as Parkinson's disease after administration of halperidol.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例記載の実験の結果を示したグ
ラフである。第2図は実施例記載の実験の結果
を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the results of experiments described in Examples. FIG. 2 is a graph showing the results of experiments described in Examples.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 脳シナプスにおけるドパミン又はノルエピネ
フリンの欠乏に伴う疾患を有する患者の脳内でシ
ナプスへのドパミンまたはノルエピネフリンの放
出量を制御するための組成物であつて、血漿レベ
ルのチロシンまたはフエニルアラニンの量を制御
して対応量のドパミンおよび/またはノルエピネ
フリンを脳内で生成させるために有効な量のチロ
シン、フエニルアラニン、またはチロシンとフエ
ニルアラニンとの混合物を含有する中性アミノ酸
製剤を含み、患者1Kg当り5〜200mgの投薬量で
患者に投与される組成物。 2 活性ドパミン放出性ノイロンを有する人体に
投与したときにドパミナージツク神経伝導を増大
または低下せしめる作用を有する薬剤と、 チロシン、フエニルアラニン、またはチロシン
とフエニルアラニンとの混合物を含み、そしてド
パミナージツク神経伝導を増大または低下させる
組成を有する中性アミノ酸製剤 とを含有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の組成物。 3 人体に投与したときにドパミナージツク神経
伝導を増大または低下させる薬剤と、 チロシン、フエニルアラニン、またはチロシン
とフエニルアラニンとの混合物を、他の中性アミ
ノ酸と一緒に、または一緒でなく含有し、そして
脳内のノルエピネフリンの量を増大または低下さ
せることができる中性アミノ酸製剤 とを含有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項に記載の組成物。
[Scope of Claims] 1. A composition for controlling the amount of dopamine or norepinephrine released into the synapse in the brain of a patient with a disease associated with a deficiency of dopamine or norepinephrine in the brain synapse, the composition comprising: a plasma level of tyrosine or norepinephrine; A neutral amino acid containing an effective amount of tyrosine, phenylalanine, or a mixture of tyrosine and phenylalanine to control the amount of phenylalanine to produce corresponding amounts of dopamine and/or norepinephrine in the brain. A composition comprising a formulation and administered to a patient at a dosage of 5 to 200 mg/Kg of patient. 2. A drug that has the effect of increasing or decreasing dopaminergic nerve conduction when administered to a human body having active dopamine-releasing neuron, and tyrosine, phenylalanine, or a mixture of tyrosine and phenylalanine, and The composition according to claim 1, characterized in that it contains a neutral amino acid preparation having a composition that increases or decreases . 3. Contains a drug that increases or decreases dopaminergic nerve conduction when administered to the human body, and tyrosine, phenylalanine, or a mixture of tyrosine and phenylalanine, with or without other neutral amino acids. and a neutral amino acid preparation capable of increasing or decreasing the amount of norepinephrine in the brain.
JP4983079A 1978-04-24 1979-04-24 Composition for increasing dopamine and norepinephilin content within neurosynapse Granted JPS54145219A (en)

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